\section{摩擦起电的原因}\label{sec:7-2}

我们从化学课里已经知道，有些物质是直接由原子构成的，有些物质是由分子构成的，而分子也是由原子构成的。
原子的中心是由带正电的质子和不带电的中子组成的原子核，核的周围是高速运动的带负电的电子。
在通常情况下，原子核带的正电跟核外电子总共带的负电数量相等，整个原子是中性的。
图 \ref{fig:7-6} 是氢、氦、锂的原子结构的模型。

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    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{../pic/czwl2-ch7-6}
    \caption{氢、氦、锂的原子结构模型}\label{fig:7-6}
\end{figure}

本来是中性的原子，当它失去一个或几个电子的时候，它的电子总共带的负电数量比原子核的正电少，它就显示出带正电；我们称它为正离子。
相反，本来是中性的原子，当它跟多余的电子结合在一起的时候，它就显示出带负电；我们称它为负离子。

在通常情况下，由于原子是中性的，因而物体也呈中性。
那么，当两个物体相互摩擦的时候，为什么物体能带电呢？
原来，不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
当两个物体相互摩擦的时候，哪个物体的原子核束缚电子的本领较弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上。
失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体则因有了多余电子而带等量的负电。
例如玻璃跟绸子摩擦，玻璃的一些电子转移到绸子上，玻璃因失去电子而带正电，绸子因得到电子而带等量的负电。
橡胶跟毛皮摩擦，毛皮的一些电子转移到橡胶上，橡胶带负电，毛皮带等量的正电。

可见，摩擦起电并不是创造了电，只是电子从一个物体转移到另一个物体。

我们如果让两个带等量的异种电荷的物体互相接触，带负电的物体上多余的电子转移到带正电的物体上，
那么，这两个物体都没有多余的电子，也不缺少电子，都恢复成不带电的状态。
这种现象叫做正、负电荷的中和。



\section*{阅读材料：人类对摩擦起电的认识}

摩擦起电的现象虽然发现很早，但是在长达两千多年的时间里，只停留在观察琥珀的摩檫起电上。
第一个认真研究电现象的是英国医生吉尔伯特（1540 ～ 1603），他想搞清楚琥珀为什么会有那种神奇的吸引力。
1600 年，他发现金刚石、水晶、硫磺、火漆和玻璃等物质，在用呢绒、毛皮或丝绸摩擦过后，象琥珀那样有神奇的吸引力。
这使他领悟到这种现象并不是琥珀特有的，于是他想可能一切物质中都蕴藏着一种看不见的流体，
当受到摩擦的时候从物质中被挤出来，他把这种看不见的特殊流体叫做“电"。这是对摩擦起电现象最早的猜想。

1734 年，法国化学家杜菲发现电有两种，同种电相异斥，异种电相吸。
他把这两种电分别叫“玻璃电”和“琥珀电”。
当带“玻璃电”的物体和带“琥珀电”的物体互相接触的时候，电的性质会减弱甚至消失，
象正、负数能互相抵消一样，所以美国学者富兰克林（1706～1790）把它们叫“正电”和“负电”。
1747 年富兰克林还提出一种假说，被称为“单流休说”，用来解释摩擦起电。
这种假说认为：在一切物质中都存在着一种正的“电流体”，物林中的“电流体”
比正常状态的时候多，物体就带正电，
比正常状态的时候少，物体就带负电；
两个物体互相摩擦，“电流体”从一个物体流入另一个物体，所以一个带正电，一个带负电。

1759 年，英国物理学家塞麦发展了杜菲的看法，提出了新的“双流体说”，认为一切物质中都存在两种“电流体”，
一种是正的，一种是负的；正常状态下的物体中，这两种流体的量相等，它们的作用互相抵消了。
当两个物体互相摩擦的时候，就会有流体的转移，结果，
  一个物体中的正流体超过平衡量，显示带正电，
另一个物体中的负流体超过平衡量，显示带负电。

单流体说的支持者和双流体说的支持者有过长期的争论，但是直到十九世纪末还没有令人信服的实验表明哪一个正确。
二十世纪初人类认识了原子的结构以后才知道，这两种假说都有正确的成份。
事实上，物体中既有正电荷，又有负电荷，双流体说在这一点上是正确的；
但是在摩擦起电时，只是带负电荷的电子从一个物体流入另一物体，在只是有一种电荷能够流动这一点上，单流体说是正确的。


\lianxi

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    \includegraphics[width=4cm]{../pic/czwl2-ch7-7}
    \caption{}\label{fig:7-7}
\end{wrapfigure}

(1) 用什么方法可以检验出经过摩擦的物体是否带上了电？

(2) 当验电器上的金属球跟带正电的物体接触时，金属球也带上了正电。你能够解释这种现象吗？

(3) 当验电器上的金属球跟带负电的物体接触时，金属球也带上了负电。你能够解释这种现象吗？

(4) 用带电体去靠近吊在细线上的通草球时，由于带电体能够吸引轻小物体，所以通草球会被带电体吸引过来。
但接触后立即就离开了。这是为什么？

(5) 做下面的实验：把水龙头稍微拧开一点，让它流出很细的水流。拿一把塑料勺（或塑料尺等）在毛织品上摩擦几下，
然后把它靠近水流，可以看到水流被勺子吸引而弯曲了（图 \ref{fig:7-7}）。
如果没有水龙头，你能不能想出什么办法得到一股细的水流来做这个实验？

